JP6965044B2 - Vibration type actuator control device, vibration type actuator control method, vibration type drive device and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、振動型アクチュエータの制御装置、振動型アクチュエータの制御方法、振動型駆動装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a control device for a vibration type actuator, a control method for a vibration type actuator, a vibration type drive device, and an electronic device.
非電磁駆動式のアクチュエータとして、振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に励起した振動により振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータが知られている。振動体は、例えば、弾性体に圧電素子等の電気−機械エネルギ変換素子が接合された構造を有する。振動型アクチュエータでは、電気−機械エネルギ変換素子に交流の駆動電圧を印加することにより振動体に高周波振動を発生させ、発生させた振動エネルギを振動体と被駆動体との相対移動という機械運動として取り出す。 As a non-electromagnetically driven actuator, there is known a vibrating actuator in which a vibrating body and a driven body are brought into pressure contact with each other and the vibrating body and the driven body are relatively moved by vibration excited by the vibrating body. The vibrating body has, for example, a structure in which an electric-mechanical energy conversion element such as a piezoelectric element is bonded to an elastic body. In a vibrating actuator, a high-frequency vibration is generated in a vibrating body by applying an AC driving voltage to an electric-mechanical energy conversion element, and the generated vibration energy is used as a mechanical motion of relative movement between the vibrating body and the driven body. Take it out.
振動型アクチュエータを用いた機器において、駆動対象物の起動性能を向上させるための技術が、種々、提案されている。例えば、特許文献1には、圧電素子に備えられた電位検知センサが出力する電圧値の振幅が所定値を超えた場合に実速度が基準速度に達したか否かを判別し、判別結果に基づき駆動周波数の変化率を変更する制御方法が提案されている。また、特許文献2には、起動時に圧電素子に備えられた電位検知センサが出力する電圧値が所定値以上になると周波数掃引を規制する制御方法が提案されている。さらに、振動体と被駆動体の間には滑りが生じて振動型アクチュエータが摩耗する可能性があることから、このような摩耗を防ぐ技術が、例えば、特許文献3において提案されている。特許文献3の技術では、予め設定された駆動用指令信号と振動速度との関係に基づいて駆動用指令信号から駆動力伝達部材の振動速度を得る一方、ステージの位置情報(検出速度)を得る。その後、振動速度及び位置情報(検出速度)を基に駆動力伝達部材とステージの滑り量、さらには摩擦仕事を算出する。そして、摩擦仕事が予め設定した規格値を超えたら超音波モータへのフィードバック制御に用いる制御パラメータを変更する。また、例えば、特許文献4では、振動型アクチュエータの駆動制御において、圧電素子の電極の出力電圧が入力される駆動周波数制御回路の出力が、発振器にフィードバックされ、振動型アクチュエータの駆動周波数が制御される。
Various techniques for improving the starting performance of a driven object have been proposed in a device using a vibration type actuator. For example, in
しかしながら、駆動対象物を高速で急加速や急減速させる必要がある場合には、上記従来技術を適用した場合であっても、振動体と被駆動体との摩擦摺動面で生じる滑りに起因して、所望の加速性能や減速性能が得られないことがある。 However, when it is necessary to suddenly accelerate or decelerate the driven object at high speed, even when the above-mentioned prior art is applied, it is caused by slippage that occurs on the frictional sliding surface between the vibrating body and the driven body. Therefore, the desired acceleration performance and deceleration performance may not be obtained.
本発明は、振動型アクチュエータを駆動する際の加速性能や減速性能を向上させることができる技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of improving acceleration performance and deceleration performance when driving a vibrating actuator.
本発明に係る、振動体及び被駆動体を相対的に移動させる振動型アクチュエータの制御装置は、前記振動体に所定の駆動電圧を印加することによって前記振動体を所定の周波数で振動させた場合であって、前記振動体と前記被駆動体との間で滑りが生じないとした場合の前記被駆動体の移動速度である振動換算速度を求める振動換算手段と、前記振動体を前記所定の周波数で振動させた場合の、前記被駆動体の実際の移動速度である実移動速度を検出する検出手段と、前記振動換算手段によって求められた前記振動換算速度に対して、前記検出手段によって検出された前記実移動速度が小さい場合に、前記振動換算速度を小さくする制御手段と、を有することを特徴とする。 The control device for a vibrating actuator that relatively moves a vibrating body and a driven body according to the present invention is a case where the vibrating body is vibrated at a predetermined frequency by applying a predetermined driving voltage to the vibrating body. The vibration conversion means for obtaining the vibration conversion speed, which is the moving speed of the driven body when slip does not occur between the vibrating body and the driven body, and the vibrating body are defined as described above. when is vibrated at a frequency, wherein the detecting means that detect the actual moving speed is the actual moving speed of the driven member, the relative vibration conversion rate determined by said vibration converting means, said detecting means If the actual moving speed detected is smaller by, and having an a control means for reducing the vibration conversion rate.
本発明によれば、振動型アクチュエータを駆動する際に加速性能や減速性能を向上させることができる。 According to the present invention, acceleration performance and deceleration performance can be improved when driving a vibrating actuator.
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る振動型駆動装置20の概略構成を示すブロック図である。振動型駆動装置20は、振動型アクチュエータ23、制御装置21及び位置センサ150を有する。なお、位置センサ150は、制御装置21の構成要素と考えてもよい。制御装置21は、指令部110、制御量決定部120、滑り制御部130及び駆動部140を有する。指令部110は、指令値決定部101、目標位置比較部102、位置指令生成部118及び位置検出部109を有する。制御量決定部120は、周波数制御部103、電圧制御部104及び位相差制御部105を有する。滑り制御部130は、振動制御部116、比較演算部115、振動検出部112及び速度検出部113を有する。駆動部140は、交流信号生成部106及び昇圧回路107を有する。振動型アクチュエータ23は、振動体6、被駆動体117及びセンサ相111を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vibration
制御装置21は、CPU、ROM、RAM、電子部品及び電気部品を有し、CPUがROMに記憶されたプログラムをRAMに展開し、制御装置21を構成する各部の機能が実現されることで振動型アクチュエータ23の駆動が制御される。なお、制御装置21は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、各部の処理の全部又は一部を論理回路により実現するASIC等の専用プロセッサと、専用プロセッサにより動作が制御される電気回路によって構成されていてもよい。また、制御装置21を構成する各部は、ソフトウェア(プログラム)による実装とハードウェアによる実装のいずれも可能であり、ソフトウェアとハードウェアとの組合せによって実装されていてもよい。本実施の形態において、制御装置21は振動検出手段、相対速度検出手段、振動制御手段及び速度取得手段に該当する。
The
まず、制御装置21による駆動制御対象となる振動型アクチュエータ23の概略構成と駆動モードについて説明する。図2(a)は、振動型アクチュエータ23の概略構成を示す断面図である。ここで取り上げる振動型アクチュエータ23は、概略、棒状の振動体の摩擦部に円又は楕円運動を発生させ、摩擦部に圧接した回転体を回転させることにより、回転体と同軸に配置された出力軸を介して回転出力を外部に取り出すことができるものである。
First, a schematic configuration and a drive mode of the
振動型アクチュエータ23は、支持部材3、摩擦部材4、回転体5、振動体6、ケース側軸受7,9、加圧受け部材8、出力軸10、加圧バネ11、フレキシブルプリント基板12及びケース13,14を備える。振動体6は、振幅拡大部材1(弾性体)及び圧電素子2を有する。また、摩擦部材4、回転体5、加圧受け部材8、出力軸10及び加圧バネ11は、被駆動体117を構成する。
The vibrating
振動体6は、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子2、フレキシブルプリント基板12及び支持部材3が2つの振幅拡大部材1によって挟持された棒状(円柱状)の構造を有する。2つの振幅拡大部材1はそれぞれ、振動体摩擦部、くびれ部及び挟持部が一体に形成された構造を有する。フレキシブルプリント基板12は、圧電素子2への給電を行う。支持部材3は振動型アクチュエータ23の外装を形成するケース13,14に挟持されており、これにより、振動体6は支持部材3によってケース13,14内の所定位置に保持される。振動体6の内径側に設けられた孔部には出力軸10が挿入されている。出力軸10は、ケース13,14のそれぞれに設けられたケース側軸受7,9に圧入されて位置決めされており、振動体6は出力軸10に対しても位置決めされている。
The vibrating
回転体5は、振動体6の摩擦部に加圧接触している。圧電素子2に複数の交流電圧(後述する2相の駆動電圧VA,VB)を供給すると、振動体6のスラスト方向の両端部には、2つの曲げ振動が合成されることにより首ふり運動が生じる。この首ふり運動により、振動体6の両端部(軸方向の端部)に設けられた摩擦部の摩擦摺動面に円又は楕円運動が発生する。一方、回転体5にはプレス加工により作製されたステンレス鋼製でパイプ状の形状を有する段付きの摩擦部材4が、接着剤、ろう付け或いは溶接により接合されている。摩擦部材4の端面は、加圧バネ11により振動体6の摩擦摺動面に圧接されており、加圧バネ11による反力は2つの加圧受け部材8で受けている。よって、摩擦部材4が振動体6の摩擦摺動面に生じた円又は楕円運動により摩擦駆動されて出力軸10まわりに回転することで回転体5が回転し、回転体5の回転力は、回り止めを介して出力軸10に伝えられる。このとき、加圧受け部材8、出力軸10及び回り止めは、接着剤によって接合されているため、回転体5の回転力は確実に出力軸10に伝達される。なお、加圧受け部材8、出力軸10及び回り止めの接合には、接着剤を用いる方法に代えて、レーザ等によるスポット溶接やろう付けを用いてもよい。
The
圧電素子2には、圧電材料が電極で挟まれた構造を有するセンサ相111(図1参照)が設けられている。圧電素子2に交流電圧を印加して圧電素子2を駆動する(振動させる)と、センサ相111に交流電圧が発生する。よって、センサ相111から出力される交流電圧の電圧値(以下「S相電圧(振動電圧)」という)や位相をモニタリングすることにより、振動体6の振動状態(振動変位)を検出することができる。なお、圧電素子2にセンサ相111が設けられていない場合でも、後述する駆動部140における電流(駆動電流)を測定することにより、振動体6の振動状態を検出することができる。駆動電流を測定するための回路構成については後述する。
The
詳細は後述するが、制御装置21は、センサ相111から出力されるS相電圧を、振動体6と被駆動体117(摩擦部材4)との間に滑りが生じていないときの回転速度(定常状態での回転速度)に換算する。ここで、圧電素子2に生じる機械的な振動変位が大きくなると、S相電圧は高くなる。したがって、モニタリングされたS相電圧が高いときは、圧電素子2の振動変位が大きく、定常状態での回転速度が高い場合に該当する。なお、本実施の形態では、以下、定常状態での回転速度を「振動換算速度(検出結果)」と称する。また、位置センサ150は、出力軸10(又は出力軸10と駆動対象物との連結部)に取り付けられ、位置センサ150からの出力信号は、被駆動体117の実際の回転速度(以下「実回転速度(相対速度、検出結果)」という)と現在位置の検出に用いられる。なお、被駆動体117の現在位置とは、本実施の形態では振動型アクチュエータ23は被駆動体117を回転駆動させることから、振動体6に対する被駆動体117の相対的な回転角度を指す。制御装置21は、被駆動体117の定常状態での回転速度と被駆動体117の実回転速度との関係に基づいて、振動体6と被駆動体117(摩擦部材4)との間に発生している滑りを検出する。そして、制御装置21は、この滑りを低減するように、圧電素子2に供給する交流電圧を生成するための制御量を操作する。
Although the details will be described later, the
本実施の形態に係る制御装置21による駆動が可能な振動型アクチュエータは、図2(a)の構造のものに限られない。図2(b)は、周知の振動型アクチュエータの概略構成を示す断面図であり、例えば、特開平5−211785公報に開示されている。図2(b)の振動型アクチュエータは、出力軸を有しておらず、外部への出力はギアを介して行われる。
The vibrating actuator that can be driven by the
振動型アクチュエータ23は、例えば、デジタル一眼レフカメラ等の撮像装置に設けられるミラー、シャッタ、レンズ等の駆動に用いることができる。一例として、振動型アクチュエータ23を、デジタル一眼レフカメラのクイックリターンミラーの駆動に適用した構成について説明する。
The vibrating
図3(a)は、デジタル一眼レフカメラの本体部30の外観斜視図である。図3(b)は、デジタル一眼レフカメラの概略構成を示す断面図である。本体部30の正面に設けられたマウントには、交換レンズ31(レンズ鏡筒)が着脱自在となっている。本体部30の内部には、交換レンズ31を通過した撮影光束が導かれるミラーボックス32が配置されており、ミラーボックス32の内部にはメインミラー33(クイックリターンミラー)が配設されている。本体部30の内部の、交換レンズ31の撮影光軸上には、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子36が配置されている。交換レンズ31を通過した撮影光束は撮像素子36の撮像面に結像する。撮像面に結像した光学像は、撮像素子36による光電変換により電気信号へ変換された後、不図示の画像処理回路により周知の技術を用いて画像データに変換される。
FIG. 3A is an external perspective view of the
ミラーボックス32の内部に配設されたメインミラー33は、撮影者がファインダ接眼窓34から被写体像を観察する際には、撮影光束をファインダ接眼窓34へ導くために、例えば、撮影光軸に対して45度の角度となる第1の位置に保持される。一方、撮影者がシャッタボタンを押下して撮影を行う際には、撮影光束を撮像素子36へ導くために、撮影光束から退避した第2の位置に保持される。撮影時のコマ速を上げるためには、メインミラー33を第1の位置と第2の位置との間で高速で切り換える必要がある。
When the photographer observes the subject image from the finder eyepiece window 34, the
メインミラー33の駆動軸は振動型アクチュエータ23の出力軸10と連結されており、振動型アクチュエータ23の回転駆動力によってメインミラー33を第1の位置と第2の位置との間で往復駆動させる。その際、メインミラー33の位置と回転速度の制御は、圧電素子2に印加する交流電圧の周波数、電圧値及び位相差を調整することにより、出力軸10の回転速度と回転角度を制御することによって行うことができる。制御装置21は、メインミラー33が静止状態から所定の速度へ加速し、一定速度で移動した後に目標位置に近付くに従って減速して目標位置で停止するように、振動型アクチュエータ23の駆動を制御する。なお、メインミラー33の駆動軸は、ギアやリンク機構等を介して振動型アクチュエータ23と連結されていてもよい。
The drive shaft of the
次に、制御装置21の構成と動作について詳細に説明する。以下の説明において「振動型アクチュエータ23を駆動する」とは、振動体6に励起する2つの曲げ振動を制御することにより、被駆動体117の実回転速度と位置(回転角度)の変化を制御することを指す。なお、振動型アクチュエータ23では、前述の通り、振動体6は固定されており、被駆動体117が回転する。よって、被駆動体117の実回転速度及び位置(回転角度)はそれぞれ、振動体6に対する相対的な被駆動体117の回転速度及び位置(回転角度)と同義である。
Next, the configuration and operation of the
振動型駆動装置20が備える位置センサ150は、例えば、光学式のロータリエンコーダであり、出力軸10に固定された格子円盤に所定のピッチで周方向に形成されたスケールを反射式又は透過式の光センサで読み取るものである。位置センサ150からの出力信号は、滑り制御部130の速度検出部113へ送信される。一方、センサ相111から出力されるS相電圧は、滑り制御部130の振動検出部112へ送信される。
The
滑り制御部130において、振動検出部112は、センサ相111から出力されたS相電圧に基づき、振動体6と摩擦部材4との間に滑りが生じていないときの被駆動体117の回転速度(定常状態の回転速度)を求める。また、速度検出部113は、位置センサ150からの出力信号に基づき、被駆動体117の実回転速度を検出する。比較演算部115は、振動検出部112が検出した被駆動体117の定常状態の回転速度と速度検出部113が検出した被駆動体117の実回転速度に基づいて、振動体6と摩擦部材4との間に生じている滑り率(詳細は後述する)を算出する。滑り制御部130において、振動制御部116は、比較演算部115が算出した滑り率に基づいて、圧電素子2に供給する交流電圧の周波数、電圧及び位相差の少なくとも1つを操作し、生成した操作信号を制御量決定部120へ送信する。
In the
指令部110は、CPUやPLD(ASICを含む)、ROM、RAM、A/D変換器等の各種の電子デバイスや電気部品から構成されており、振動型アクチュエータ23の駆動を制御するための情報を含む信号を生成する。具体的には、位置指令生成部118が、制御サンプリング毎(時間毎)に目標位置を算出する。位置センサ150からの出力信号は指令部110の位置検出部109へも送信され、位置検出部109は、位置センサ150からの出力信号に基づき、被駆動体117の現在位置を検出する。目標位置比較部102は、逐次、位置検出部109が算出した現在位置と位置指令生成部118が生成した目標位置との偏差を算出し、算出した偏差を指令値決定部101及び制御量決定部120へ出力する。指令値決定部101は、目標位置比較部102から取得した偏差に基づいて速度、電圧、駆動方向のそれぞれの情報を有する速度指令、電圧指令、駆動方向指令を制御量決定部120へ出力する。なお、指令部110は、起動初期値を維持して駆動を行い、被駆動体117が目標位置に達したときに電源をオフにして振動体6の駆動を停止するオープン駆動を行ってもよいし、偏差を用いてPID補償器等によるフィードバック演算を行ってもよい。
The
指令値決定部101が決定した速度指令、電圧指令及び駆動方向指令はそれぞれ、制御量決定部120の周波数制御部103、電圧制御部104及び位相差制御部105へ送信される。制御量決定部120において周波数制御部103、電圧制御部104及び位相差制御部105はそれぞれ、滑り制御部130から取得した操作信号及び指令部110から取得した指令信号に基づいて、周波数、電圧及び位相差の制御量を決定する。制御量決定部120で決定された周波数、電圧及び位相差の制御量は、駆動部140の交流信号生成部106へ送信される。
The speed command, voltage command, and drive direction command determined by the command
交流信号生成部106は、例えば、CPUや関数発生器、スイッチング回路等から構成されており、振動型アクチュエータ23に供給する交流電圧を生成するための交流パルス信号の周波数、パルス幅、位相差を調整する。なお、以下の説明では、駆動部140から圧電素子2に供給する交流電圧を駆動電圧VA,VBと称呼する。
The AC
交流信号生成部106は、制御量決定部120から入力された周波数、パルス幅及び位相差の各制御量に基づいて矩形波の2相の交流信号を生成し、生成した2相の交流信号を昇圧回路107へ出力する。昇圧回路107は、交流信号生成部106から取得した2相の交流信号を所定の電圧値に昇圧して駆動電圧VA,VBを生成し、生成した駆動電圧VA,VBを振動体6の圧電素子2に印加する。これにより、振動体6に励起される所定の振動モードの振動により被駆動体117が摩擦駆動され、被駆動体117を所定の方向に所定の速度で回転させることができる。
The AC
なお、前述の通り、被駆動体117の実回転速度と現在位置は位置センサ150からの出力から求めることができるため、位置センサ150からの出力信号は、滑り制御部130にフィードバックされると共に指令部110にフィードバックされる。また、センサ相111から出力されるS相電圧は、滑り制御部130にフィードバックされる。
As described above, since the actual rotation speed and the current position of the driven
ここで、駆動部140の構成について説明する。図4(a)は、駆動部140の概略構成を示すブロック図である。交流信号生成部106は、パルス信号生成部165とスイッチング回路160を有する。昇圧回路107は、コイル162とトランス163を有するが、コイル162のみ或いはトランス163のみで構成されていてもよい。なお、駆動電圧VAを生成する部分と駆動電圧VBを生成する部分の構成は同じであるため、駆動電圧VAの生成に用いられるパルス信号生成部及びスイッチング回路についてのみ説明することとする。
Here, the configuration of the
パルス信号生成部165は、制御量決定部120からの周波数、パルス幅、位相差の各制御量に応じた矩形のA相パルス信号と、A相パルス信号とは位相が180度ずれたA相反転パルス信号を生成する。図4(b)は、パルス信号生成部165で生成されるパルス信号を示す図である。パルス信号生成部165で生成されたA相パルス信号及びA相反転パルス信号は、スイッチング回路160に入力される。スイッチング回路160は、電源161から供給された直流電圧を入力されたパルス信号のタイミングでスイッチングさせ、矩形波の交流信号を生成する。なお、パルス信号生成部165で生成されるパルス信号のパルス幅をデューティ比で表した場合、交流信号生成部106で生成される交流信号のパルス幅も同じデューティ比で表される。
The pulse
交流信号生成部106から出力される交流信号は、昇圧回路107に入力されて所定の電圧値に昇圧されることで正弦波の駆動電圧VAに変換され、圧電素子2の一方の電極(A相)に印加される。なお、圧電素子2の他方の電極(B相)に印加される駆動電圧VBの生成に用いられるB相パルス信号は、A相パルス信号に対して、制御量決定部120から出力された位相差の情報に基づく所定の位相差を有するように生成される。また、B相反転パルス信号は、B相パルス信号とは位相が180度ずれるように生成される。正弦波の駆動電圧VBは、駆動電圧VAと同様に生成される。
The AC signal output from the AC
また、上述したように、圧電素子2にセンサ相111が設けられない場合、駆動部140に駆動電流を検出するための電流検出回路が設けられる。例えば、図15(a)に示す電流検出回路164では、電源161とスイッチング回路160の間に設けられた抵抗169に流れる電流の大きさを検出する。圧電素子2に駆動電圧VA,VBを印加して圧電素子2を駆動すると、圧電素子2に生じる機械的な振動変位の大きさに応じて抵抗169を含む電流検出回路164に流れる電流が大きくなる。したがって、電源161から抵抗169に流れる電流値を検出することにより、振動体6の振動状態(振動変位)を間接的に検出することができる。電流値は、差動アンプ166等を用いて増幅され、さらにAD変換されて制御回路に出力される。なお、本実施の形態では、電流検出回路164において検出される電流値を「駆動電流」と定義する。また、例えば、図15(b)に示す電流検出回路167では、昇圧回路107の一端に設けられた抵抗168に流れる電流の大きさを検出する。圧電素子2に駆動電圧VA,VBを印加して圧電素子2を駆動すると、圧電素子2に生じる機械的な振動変位の大きさに応じて昇圧用コイル(トランス163)に流れる電流が大きくなる。したがって、トランス163に接続された抵抗168に流れる電流値(駆動電流)を検出することにより、振動体6の振動状態(振動変位)を間接的に検出することができる。なお、電流検出用の抵抗はトランス163の2次側に設けても良い。また、電流検出回路167を流れる電流を検出できる形態であれば、抵抗を設ける場所は問わない。検出された駆動電流は、差動アンプ166等を用いて増幅され、さらにAD変換されて制御回路に出力される。制御回路において、駆動電流は、S相電圧と同様に、圧電素子2の振動変位の大きさ、引いては、定常状態での回転速度へ換算される。
Further, as described above, when the
次に、制御装置21による振動型アクチュエータ23の制御方法について説明する。まず、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面の滑りについて説明する。図5は、振動型アクチュエータ23を従来の制御方法で駆動したときの被駆動体117の回転速度とセンサ相111から得られるS相電圧との関係を示すグラフである。なお、被駆動体117の回転速度とは、位置センサ150により測定された被駆動体117(出力軸10)の実際の回転速度である。また、図5のグラフでは、横軸に時間が、縦軸にS相電圧(Vp−p)と回転速度(rpm)が取られており、定常状態に至る30ms〜40msにおけるS相電圧と回転速度とが一致するように2つの縦軸のレンジを揃えている。
Next, a method of controlling the
被駆動体117の加速領域と減速領域において、S相電圧と被駆動体117の回転速度に差異があり、この差異は特に加速領域で顕著である。これは、振動体6の振動振幅は十分に大きいにもかかわらず、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面に滑りが生じて、被駆動体117の回転速度が上がらないことが原因である。振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面に滑りが生じると、効率低下が生じ、過剰に電力を消費するため、ピーク電力が大きくなるという問題が生じる。そこで、本実施の形態に係る制御装置21は、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面での滑りを検出し、滑りの発生が抑制されるように振動型アクチュエータ23の駆動を制御する。
There is a difference between the S-phase voltage and the rotation speed of the driven
図6(a)は、制御装置21の滑り制御部130に含まれる比較演算部115の構成を示すブロック図である。比較演算部115は、速度検出部113と振動検出部112のそれぞれからの出力値に基づいて振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面での滑りを表す値としての滑り率を算出する。比較演算部115は、除算器201を有する。本実施の形態では、除算器201は、実回転速度を振動換算速度で除算する。比較演算部115は、実回転速度を振動換算速度で除算した値を1から減算して、“滑り率=1−(実回転速度/振動換算速度)”により滑り率を算出する。振動検出部112からの出力信号である振動換算速度とは、振動体6の振動状態を表すS相電圧の電圧値に対応する定常状態での回転速度に相当する。つまり、振動換算速度は、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面での滑りを考慮しない被駆動体117の回転速度である。位置センサ150からの出力信号に基づいて速度検出部113によって被駆動体117の実回転速度が検出されるため、両者の比を求めることで加減速時の滑り率を検出することができる。例えば、実回転速度と振動換算速度が等しければ、滑り率は0%となり、滑りが発生していない良好な駆動状態となっていると言うことができる。逆に、実回転速度がゼロ(0)であれば、滑り率は100%となり、振動体6が被駆動体117に対して駆動力を伝達することができていない状態と言うことができる。
FIG. 6A is a block diagram showing the configuration of the
図6(b)は、振動検出部112からの出力を説明する図である。振動換算速度は、センサ相111から入力されたS相電圧に基づいて近似式を用いて算出され、例えば、「S相電圧Vsのときに振動換算速度N1」のように算出される。上述したように、S相電圧が高いときは、圧電素子2の振動変位が大きく、振動換算速度が高い場合に該当する。すなわち、S相電圧と振動換算速度とは、一般的に比例関係にあるため、図6(b)に示すような一次関数を近似式として用いることができる。なお、S相電圧と振動換算速度との関係式には、非線形の近似式やルックアップテーブル(LUT)を用いてもよく、これらの関係式は予め取得された測定データより算出される。ここで、振動換算速度を算出する方法としては、振動体を駆動するための駆動電圧の周波数や電圧値等のパラメータ(駆動用指令信号)と振動換算速度の関係を予め設定し、該関係に基づいて振動換算速度を算出する方法も考えられる。しかしながら、駆動電圧のパラメータと振動換算速度の関係は、被駆動体が加減速されない安定的な定常状態と、被駆動体が加減速されて摩擦状態が急激に変換する過渡状態とでは異なる。したがって、駆動電圧のパラメータに基づいて振動換算速度を算出する場合、摩擦状態によっては正確な振動換算速度を得られない場合がある。これに対して、本実施の形態では、駆動電圧とは異なる、振動体6の振動に応じて生じるS相電圧(振動電圧)に基づいて振動換算速度を算出する。S相電圧は振動体6の振動のみによって定まるため、本実施の形態では、摩擦状態にかかわらず、正確な振動換算速度を得られるという優位性がある。また、図15に示す電流検出回路164,167を用いて駆動電流を検出する場合も、駆動電流が圧電素子2の振動変位のみによって定まるため、摩擦状態にかかわらず、正確な振動換算速度を得られるという優位性がある。なお、本実施の形態では、上述したように、S相電圧を回転速度に換算して実回転速度と比較したが、実回転速度をS相電圧に対応する電圧値に換算してS相電圧と比較してもよい。
FIG. 6B is a diagram illustrating an output from the
続いて、比較演算部115で算出された滑り率に基づいて振動制御部116が生成する制御量について説明する。図7、図8及び図9はそれぞれ、振動制御部116の構成を説明する図である。振動制御部116は、比較演算部115から取得した滑り率を入力として演算を行うことにより、振動型アクチュエータ23を駆動するための駆動電圧VA,VBを生成するための周波数、パルス幅及び位相差の制御量を制御量決定部120へ出力する。振動制御部116は、これらの制御量を演算するために、周波数演算部310、パルス幅演算部410及び位相差演算部510を有する。図7は周波数演算部310を説明する図であり、図8はパルス幅演算部410を説明する図であり、図9は位相差演算部510を説明する図であり、以下、各図について説明する。
Subsequently, the control amount generated by the
図7(a)は、周波数演算部310の構成を示すブロック図である。周波数演算部310は、滑り率に基づいて周波数を制御する。比較演算部115が算出した滑り率はリミッタ301に入力され、リミッタ301から0〜1の範囲の値で出力される。乗算器302において、リミッタ301からの出力値と周波数変化量Δf(=f1−f0)とが乗算される。周波数変化量Δfは予め設定された値であり、初期周波数f0〜周波数f1の範囲で周波数を操作することにより、被駆動体117の回転速度を滑りに応じて制御することができる。図7(b)は、滑り率に対して出力される周波数変化量Δfを示す図である。滑り率と周波数変化量Δfとの関係は、例1に示す線形特性であってもよいし、例2に示す非線形特性であってもよい。加算器304は、初期周波数f0に周波数変化量Δfを加算する。すなわち、周波数の制御量は、初期周波数f0から周波数f1の範囲に納まり、周波数制御部103に出力される。ここで、駆動電圧VA,VBを生成するための周波数が高くなると、振動体6の振動(回転速度)が減少する。
FIG. 7A is a block diagram showing the configuration of the
ところで、例えば、凍結した路面において車両のタイヤがスリップし始めた場合、タイヤの回転速度を低減することにより、スリップを解消させる。本実施の形態では、この原理を用い、図7(b)に示すように、滑り率が増加した場合には周波数変化量Δfを大きくして周波数を上昇させることにより、振動体6の振動(回転速度)を減少させる。これにより、滑り率を低下させて伝達効率を向上させる。また、滑り率が減少した場合には周波数変化量Δfを小さくして周波数の上昇を抑制、すなわち、減少させるにより、振動体6の振動(回転速度)を増加させ、仕事率を向上させる。また、S相電圧は振動体6や被駆動体117の加速時又は減速時のいずれにおいても検出可能である。すなわち、振動体6や被駆動体117が過渡状態であっても、S相電圧を検出することができる。このとき、S相電圧を逐次検出し、該S相電圧に基づいて滑り率を算出して、上述したように、駆動電圧VA,VBを生成するための周波数を制御することにより、過渡的なモータ性能の効率を改善することができる。この場合、被駆動体117の駆動中の所定のサンプリング周期毎又はこれに準じた周期毎に、S相電圧を検出して滑り率を算出し、滑り率に基づいて駆動電圧VA,VBのパラメータを操作してもよい。これにより、適切にモータ性能の効率を改善することができる。
By the way, for example, when a vehicle tire starts to slip on a frozen road surface, the slip is eliminated by reducing the rotation speed of the tire. In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, this principle is used, and when the slip ratio increases, the frequency change amount Δf is increased to increase the frequency, thereby causing the vibrating
通常の振動型アクチュエータの制御では、加速・定常速・減速動作から成る駆動シーケンス毎にフィードバック制御のPIDゲインを調整し、又は駆動中の滑り率を平均化して閾値と比較することにより、PIDゲインを変更するか否かを定める。すなわち、駆動電圧の制御単位が駆動シーケンス単位となるのに対し、本実施の形態は、振動体6や被駆動体117の加速時又は減速時であっても、逐次、駆動電圧VA,VBのパラメータを操作することができる。したがって、本実施の形態では、従来に比較して、より効率のよい駆動を実現することができる。
In the control of a normal vibration type actuator, the PID gain of the feedback control is adjusted for each drive sequence consisting of acceleration, steady speed, and deceleration operations, or the slip ratio during driving is averaged and compared with the threshold value to compare the PID gain. Determine whether to change. That is, while the control unit of the drive voltage is the drive sequence unit, in the present embodiment, even when the vibrating
図8(a)は、パルス幅演算部410の構成を示すブロック図である。パルス幅演算部410は、滑り率に基づいてパルス幅を操作することにより電圧を制御する。比較演算部115が算出した滑り率は、リミッタ401に入力され、リミッタ401から0〜1の範囲の値で出力される。LUT402は、リミッタ401からの出力値に基づいてパルス幅を求め、電圧制御部104へ出力する。図8(b)は、滑り率に対するパルス幅の出力値を示す図である。基本的に、パルス幅は、滑り率が大きくなるに従って小さくなるように出力されるが、例えば、滑り率が0.5以下ではパルス幅を50%とし、滑り率が1.0ではパルス幅を10%に設定することが望ましい。これは、振動型アクチュエータ23の起動に必要な最低電圧を得るためのパルス幅が10%であり、パルス幅を更に下げてしまうと、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面での動摩擦から静止摩擦状態へ摩擦状態が大きく変化してしまうことによる。
FIG. 8A is a block diagram showing the configuration of the pulse
図9(a)は、位相差演算部510の構成を示すブロック図である。位相差演算部510は、滑り率に基づいて位相差を制御する。比較演算部115が算出した滑り率は、リミッタ501に入力され、リミッタ501から0〜1の範囲の値で出力される。LUT502は、リミッタ501からの出力値に基づいて位相差を求め、位相差制御部105へ出力する。図9(b)は、滑り率に対する位相差の出力値を示す図である。基本的に、位相差は、滑り率が大きくなるに従って小さくなるように出力される。しかし、位相差に対するS相電圧の非線形特性を考慮して、例えば、滑り率が1.0で位相差を20度に設定することが望ましい。
FIG. 9A is a block diagram showing the configuration of the phase
続いて、制御装置21による振動型アクチュエータ23の駆動制御に関するタイミングチャートについて説明する。図10は、滑り率に基づいて周波数を制御する場合のタイミングチャートである。図10(a)は、被駆動体117の現在位置、実回転速度、滑り率、駆動周波数(駆動電圧VA,VBの周波数)の経時変化を示している。振動型アクチュエータ23は、時間t0で駆動が開始され、時間t1で目標速度に達し、時間t2で減速し、時間t3で目標位置(目標回転角度)に到達するように制御される。時間t0〜t1の加速期間と時間t2〜t3の減速期間に注目すると、破線の振動換算速度と実線の実回転速度には、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面の滑りによって差異が生じる。その結果、上述したように、比較演算部115で滑り率が算出され、振動制御部116の周波数演算部310で滑り率が小さくなるように駆動周波数が操作される。図10(b)は、センサ相111から出力されるS相電圧と操作される周波数との関係を示している。駆動周波数を周波数f1側に操作する(駆動周波数を高くする)と振動体6の振動が減少して振動換算速度も小さくなり、S相電圧が小さくなる。ここで、上述した滑り率の算出式より、滑り率が大きい状態とは振動換算速度が過大な状態に他ならない。そこで、本実施の形態では、滑り率が大きいときに駆動周波数を周波数f1側に操作することにより、振動換算速度を低減(振動体6の振動を減少)させて滑り率を低減させる。すなわち、本実施の形態では、滑り率が大きいときには、周波数を上昇させることによって振動体6の振動(回転速度)を減少させる一方、滑り率が小さいときには、周波数を減少させることによって振動体6の振動(回転速度)を増加させる。また、振動体6や被駆動体117の加速時又は減速時であっても、S相電圧を逐次検出して滑り率を算出し、該滑り率に基づいて駆動電圧VA,VBを生成するための周波数を変化させる。これにより、過渡的なモータ性能の効率を改善することができる。さらに、被駆動体117の駆動中の所定のサンプリング周期毎又はこれに準じた周期毎に、S相電圧を検出して滑り率を算出し、滑り率に基づいて駆動電圧VA,VBのパラメータを操作する。これにより、滑りを低減した効率の良い駆動を実現することができる。
Next, a timing chart relating to drive control of the
図11は、滑り率に基づいてパルス幅を調整することにより駆動電圧VA,VBの電圧値を制御する場合のタイミングチャートである。図11(a)は、被駆動体117の現在位置、実回転速度、滑り率、パルス幅の経時変化を示している。図11(a)に示される被駆動体117の現在位置、実回転速度、滑り率の経時変化は図10(a)と同じであるため、説明を省略する。比較演算部115で滑り率が算出されると、振動制御部116のパルス幅演算部410によって、滑り率が小さくなるようにパルス幅が操作される。図11(b)は、センサ相111から出力されるS相電圧と操作されるパルス幅との関係を示している。パルス幅を0%側に操作すると振動体6の振動が減少して振動換算速度も小さくなり、また、S相電圧が小さくなる。よって、振動換算速度が過大となって滑り率が大きいときには、パルス幅を0%側に操作することにより、振動換算速度を低減(S相電圧を低減)させて滑り率を低減させることができる。但し、前述の通り、パルス幅を10%未満にしないことが望ましい。
FIG. 11 is a timing chart in the case of controlling the voltage values of the drive voltages VA and VB by adjusting the pulse width based on the slip ratio. FIG. 11A shows changes over time in the current position, actual rotation speed, slip ratio, and pulse width of the driven
図12は、滑り率に基づいて位相差を制御する場合のタイミングチャートである。図12(a)は、被駆動体117の現在位置、実回転速度、滑り率、位相差の経時変化を示している。図12(a)に示される被駆動体117の現在位置、実回転速度、滑り率の経時変化は図10(a)と同じであるため、説明を省略する。比較演算部115で滑り率が算出されると、振動制御部116の位相差演算部510によって、滑り率が小さくなるように位相差が操作される。なお、振動型アクチュエータ23の起動時の位相差は90度に限定されるものではなく、80度や100度であっても構わない。図12(b)は、センサ相111から出力されるS相電圧と操作される位相差との関係を示している。位相差を0度側に操作すると、被駆動体117を駆動方向の順方向に移動させる振動が小さくなり、振動換算速度も小さくなる。このとき、当該振動を示すS相電圧が小さくなる。よって、振動換算速度が過大となって滑り率が大きいときには、位相差を0度側に操作することにより、振動換算速度を低減(S相電圧を低減)させて滑り率を低減させることができる。
FIG. 12 is a timing chart when the phase difference is controlled based on the slip ratio. FIG. 12A shows changes over time in the current position, actual rotation speed, slip ratio, and phase difference of the driven
なお、振動制御部116は、周波数演算部310、パルス幅演算部410及び位相差演算部510のすべての演算部を用いるものであってもよいし、少なくとも1つの演算部を用いるものであってもよい。つまり、滑り制御部130は、滑り率に基づいて周波数、パルス幅、位相差のいずれか1つを制御するものであってもよいし、これらを組み合わせて制御するものであってもよい。
The
図13は、制御装置21による振動型アクチュエータ23の制御方法を説明するフローチャートである。前述の通り、制御装置21は、CPU、ROM及びRAM等を有しており、図13のフローチャートの各処理は、CPUがROMに格納されたプログラムをRAMに展開し、制御装置21の各部の動作を制御することにより実現される。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of controlling the
ステップS1では、目標位置(目標とする回転角度)が設定され、指令部110から速度、駆動電圧、駆動方向の情報を有する指令値が出力される。ステップS2では、指令値に基づいて周波数制御部103、電圧制御部104、位相差制御部105に起動初期値が設定される。ステップS3では、駆動部140から駆動電圧VA,VBが振動型アクチュエータ23(の圧電素子2)に印加され、被駆動体117の駆動が開始される。ステップS4では、振動型アクチュエータ23に設けられたセンサ相111から出力されるS相電圧が検出され、また、位置センサ150からの出力信号に基づいて被駆動体117の実回転速度と現在位置が検出される。ステップS5では、ステップS4で取得した情報に基づいて算出された振動換算速度と実回転速度から滑り率が滑り制御部130によって算出され、算出された滑り率に基づいて制御量が調整される。ステップS6では、指令部110において目標位置と現在位置とが比較され、目標位置への到達の有無が判定される。現在位置が目標位置に到達していないと判定された場合(S6でNO)、処理はステップS4に戻され、現在位置が目標位置に到達したと判定された場合(S6でYES)、処理はステップS7へ進められる。ステップS7では、駆動部140からの駆動電圧VA,VBの出力が停止され、被駆動体117が停止する。
In step S1, a target position (target rotation angle) is set, and a command value having information on speed, drive voltage, and drive direction is output from the
図14は、制御装置21と従来の制御装置のそれぞれで振動型アクチュエータ23を駆動したときの試験結果を示す図である。振動型アクチュエータ23の駆動条件は、電源161を18V、初期周波数f0を37.4kHz、パルス幅を50%、位相差を90度としている。なお、図14に示す試験結果を得る際には、S相電圧を検出して振動換算速度を算出したが、駆動電流を検出して振動換算速度を算出し、図14に示すような試験結果を得てもよい。
FIG. 14 is a diagram showing test results when the
図14(a)〜(c)は、比較例に係る試験結果を示す図であり、従来の制御装置を用いた場合の実回転速度、滑り率、消費電力の経時変化を示している。従来の制御装置を用いた駆動制御では、周波数、パルス幅、位相差を初期値で固定している。従来の制御方法では、加速期間において、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面で滑りが発生しているために、破線で示した振動換算速度と実線で示した実回転速度との差が大きくなっていることがわかる。このとき、比較演算部115で算出された滑り率は最大で56%となっており、その結果、消費電力のピーク値は8.3Wに達している。
14 (a) to 14 (c) are diagrams showing test results according to a comparative example, and show changes over time in actual rotation speed, slip ratio, and power consumption when a conventional control device is used. In drive control using a conventional control device, the frequency, pulse width, and phase difference are fixed at initial values. In the conventional control method, since slippage occurs on the friction sliding surface between the vibrating
一方、図14(d)〜(f)は、実施例に係る試験結果を示す図であり、制御装置21を用いた場合の実回転速度、滑り率、消費電力の経時変化を示している。制御装置21による駆動制御では、滑り制御部130により周波数演算部310で滑り率に基づいて周波数を制御しているが、パルス幅と位相差は初期値で固定している。また、滑り率に基づく周波数変化量Δfを400Hzとし、37.4kHz〜37.8kHzの範囲で線形に変化するように周波数を調整した。その結果、比較演算部115で算出された滑り率は最大で17%に低減され、消費電力のピーク値も5Wに低減されることが確認された。
On the other hand, FIGS. 14 (d) to 14 (f) are diagrams showing the test results according to the examples, and show the changes over time in the actual rotation speed, slip rate, and power consumption when the
以上の説明の通り、本実施の形態では、制御装置21は、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面での滑り率が低減されるように振動型アクチュエータ23の駆動を制御する。これにより、振動体6と摩擦部材4との摩擦摺動面での過渡的な滑りを低減し、駆動効率を向上させ、消費電力を低減させることができる。一方、省電力よりも加速性能が重視される場合には、従来の制御で必要とされた電力を供給することによって、より急峻な加速や減速が可能となり、起動性能を高めることができる。つまり、振動型アクチュエータ23の用途に応じて加速性能及び減速性能と消費電力とのバランスを取った制御が可能となる。
As described above, in the present embodiment, the
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、振動体6と摩擦部材4との滑りを表す値(比較結果)としての滑り率を“滑り率=1−(実回転速度/振動換算速度)”により算出したが、振動換算速度から実回転速度を減じた差分で振動体6と摩擦部材4との滑りを表す値(比較結果)としてもよい。この場合、差分値がゼロであれば滑りは生じていないことになり、差分値の絶対値が大きくなるに従って滑りの度合いが大きくなっていることになる。この場合、周波数演算部310、パルス幅演算部410及び位相差演算部510のそれぞれが備えるリミッタ301,401,501には、実験的に得られる差分値の最大値に基づいて上限値を設定すればよい。
Although the present invention has been described in detail based on the preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various embodiments within the scope of the gist of the present invention are also included in the present invention. Included in the invention. For example, the slip ratio as a value (comparison result) representing the slip between the vibrating
また、制御装置21による駆動の制御が可能な振動型アクチュエータは、図2(a),(b)に示した構造のものに限定されない。例えば、板状の振動体に設けた突起部の先端に楕円運動を生じさせることにより、突起部の先端と加圧接触する被駆動体に対して摩擦駆動力を与えるリニア駆動型の振動型アクチュエータにも、本発明の適用が可能である。また、円環状の振動体に円環状の被駆動体を加圧接触させ、振動体に円周方向に進む進行波を励起することにより被駆動体を回転させる円環型の振動型アクチュエータにも、本発明の適用は可能である。制御装置21をリニア駆動型の振動型アクチュエータに適用した場合には、位置センサとしてリニアエンコーダ等を用いて、振動体と被駆動体とが所定の方向に直線的に移動する際の相対速度及び相対位置を検出する構成とすればよい。
Further, the vibration type actuator whose drive can be controlled by the
振動型駆動装置20の適用例は、図3を参照して説明したデジタル一眼レフカメラのミラー駆動に限定されるものではない。例えば、振動型アクチュエータ23の出力軸10の回転をギア等を介して直線的な動きに変換することにより、デジタル一眼レフカメラのズームレンズやフォーカスレンズを撮影光軸方向に移動させる機構を構築することができる。また、振動型駆動装置20は、例えば、多関節ロボットの節部に設けられるモータとしての使用が可能であり、その他にも、振動型アクチュエータの駆動による位置決めが必要とされる部品を備える電子機器に広く適用が可能である。
The application example of the vibration
本発明は、上記実施の形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors of the computer of the system or device reads the program. It can also be realized by the processing to be executed. The present invention can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
2 圧電素子
4 摩擦部材
6 振動体
20 振動型駆動装置
21 制御装置
23 振動型アクチュエータ
110 指令部
111 センサ相
116 振動制御部
117 被駆動体
120 制御量決定部
130 滑り制御部
140 駆動部
150 位置センサ
310 周波数演算部
410 パルス幅演算部
510 位相差演算部
2
Claims (19)
前記振動体に所定の駆動電圧を印加することによって前記振動体を所定の周波数で振動させた場合であって、前記振動体と前記被駆動体との間で滑りが生じないとした場合の前記被駆動体の移動速度である振動換算速度を求める振動換算手段と、
前記振動体を前記所定の周波数で振動させた場合の、前記被駆動体の実際の移動速度である実移動速度を検出する検出手段と、
前記振動換算手段によって求められた前記振動換算速度に対して、前記検出手段によって検出された前記実移動速度が小さい場合に、前記振動換算速度を小さくする制御手段と、を有することを特徴とする制御装置。 A control device for a vibrating actuator that relatively moves the vibrating body and the driven body.
The case where the vibrating body is vibrated at a predetermined frequency by applying a predetermined driving voltage to the vibrating body, and slip does not occur between the vibrating body and the driven body. A vibration conversion means for obtaining the vibration conversion speed, which is the moving speed of the driven body, and
A detecting means that detect the actual moving speed which is the case where the vibrator is vibrated at a predetermined frequency, the actual moving speed of the driven body,
And characterized in that it has the relative vibration conversion rate determined by said vibration converting means, if the actual moving speed detected by said detecting means is small, and the control means for reducing the vibration conversion rate, the Control device.
前記制御手段は、The control means
前記比較手段により求められた前記比の値が減少するにつれて、前記振動換算速度を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。The control device according to claim 1, wherein the vibration conversion speed is reduced as the value of the ratio obtained by the comparison means decreases.
前記制御手段は、The control means
前記比較手段により求められた前記差が増加するにつれて、前記振動換算速度を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。The control device according to claim 1, wherein the vibration conversion speed is reduced as the difference obtained by the comparison means increases.
前記電気−機械エネルギ変換素子は、前記振動体の振動に応じて発生する振動電圧を出力するセンサ相を有し、
前記振動換算手段は、前記センサ相から出力された前記振動電圧の大きさから前記振動換算速度を求める
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の制御装置。 The vibrating body has an electro-mechanical energy conversion element.
The electric-mechanical energy conversion element has a sensor phase that outputs a vibration voltage generated in response to the vibration of the vibrating body.
The control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the vibration conversion means obtains the vibration conversion speed from the magnitude of the vibration voltage output from the sensor phase.
前記振動換算手段は、前記電流検出回路から出力された前記振動体の振動に応じて生じる駆動電流の大きさから前記振動換算速度を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 Further having a current detection circuit for outputting the drive current,
The control device according to claim 1, wherein the vibration conversion means obtains the vibration conversion speed from the magnitude of a drive current generated in response to the vibration of the vibrating body output from the current detection circuit.
前記実移動速度は、前記被駆動体が前記円環状の円周方向に回転する場合の実回転速度であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の制御装置。The control device according to any one of claims 1 to 13, wherein the actual moving speed is the actual rotation speed when the driven body rotates in the circumferential direction of the annular shape.
を有する
ことを特徴とする振動型駆動装置。 The vibrating actuator, the control device according to any one of claims 1 to 15, and the like.
A vibration type drive device characterized by having.
ことを特徴とする請求項16に記載の振動型駆動装置。 The vibrating drive device according to claim 16 , further comprising a position sensor that outputs a value representing the relative speed of the vibrating body and the driven body.
前記振動型駆動装置によって移動される部品と、を有する
ことを特徴とする電子機器。 The vibration type drive device according to claim 16 or 17,
An electronic device comprising a component moved by the vibration type drive device.
前記振動体に所定の駆動電圧を印加することによって前記振動体を所定の周波数で振動させた場合であって、前記振動体と前記被駆動体との間で滑りが生じないとした場合の前記被駆動体の移動速度である振動換算速度を求めるステップと、
前記振動体を前記所定の周波数で振動させた場合の、前記被駆動体の実際の移動速度である実移動速度を検出するステップと、
求められた前記振動換算速度に対して、検出された前記実移動速度が小さい場合に、前記振動換算速度を小さくするステップと、を有する
ことを特徴とする制御方法。 It is a control method of a vibrating actuator that relatively moves a vibrating body and a driven body.
The case where the vibrating body is vibrated at a predetermined frequency by applying a predetermined driving voltage to the vibrating body, and slip does not occur between the vibrating body and the driven body. Steps to find the vibration conversion speed, which is the moving speed of the driven body,
A step of detecting an actual moving speed, which is an actual moving speed of the driven body when the vibrating body is vibrated at the predetermined frequency, and a step of detecting the actual moving speed.
A control method comprising: a step of reducing the vibration conversion speed when the detected actual movement speed is smaller than the obtained vibration conversion speed.
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